外文翻譯--探索在液-固表面上超分子相互作用圖案的復(fù)雜性（譯文）

1、中文 9930 字出處：Accounts of chemical research, 2012, 45(8): 1309-1320探索在液-固表面上超分子相互作用圖案的復(fù)雜性概述利用自組裝方法從分子組分中生成受限的吸附層，這是一種形成復(fù)雜功能表面的簡單方法。分子自組裝過程依賴于由非共價(jià)鍵力產(chǎn)生的超分子相互作用，如范德華力，靜電力，偶極-偶極和氫鍵相互作用。研究人員已利用這些非共價(jià)鍵圖案，在液-固界面上構(gòu)建完美界限的二維結(jié)構(gòu)。盡管 2D

2、分子組裝有無數(shù)例子，但大部分的早期發(fā)現(xiàn)是偶然發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)閰⑴c這個(gè)過程的分子間相互作用往往是很多的，微妙的，協(xié)作的和多層面的。其結(jié)果是，組裝超分子模型的能力發(fā)展緩慢。多年來從各種研究取得的進(jìn)展極有助于超分子相互作用的研究，現(xiàn)在這一步以“預(yù)編項(xiàng)目”方式系統(tǒng)形成了二維平面超分子網(wǎng)絡(luò)。對二維分子自組裝的控制具有多方面的重要意義。通過超分子相互作用的適當(dāng)操作，我們可以憑借結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在分子水平上“編碼”信息，比如功能團(tuán)，替代模型，和手性中心，通過定

3、義明確的分子識別過程，然后可以在超分子水平檢索，傳送或擴(kuò)增。這種性能允許精確地控制納米結(jié)構(gòu)和模式化表面的功能。更清楚地了解和有效利用這些相互作用，可能引起在分子電子學(xué)、手性分離，基于主-客體系統(tǒng)的傳感器和薄膜潤滑材料上功能表面潛在應(yīng)用的發(fā)展。在這部分中，我們通過各種嘗試，利用在液-高分辨率可視化的分子自組裝的圖案。這是“理解”階段的開始，其集中在理解各種分子識別現(xiàn)象的本質(zhì)。這個(gè)“理解”的階段持續(xù)至今，雖然在過去的十年見證了在方法上對表面

4、支撐單分子層研究的思考模式轉(zhuǎn)移?！岸ㄏ蜃越M裝”日益受到重視，其目的是在分子上設(shè)計(jì)特定的官能團(tuán)，以“預(yù)編程”的形式去誘導(dǎo)表面上的特異性分子網(wǎng)絡(luò)。如上所述，幾乎重疊“誘導(dǎo)”階段， 開始“操作”階段，其通過光，電場和溫度等外部刺激，涉及表面受限分子的納米尺度的操縱。目前，越來越多的研究都致力于在表面上對分子控制的和可逆的操作。其中，我們見證了并且為在液-固界面上的自組裝領(lǐng)域的進(jìn)展做出了貢獻(xiàn)。雖然設(shè)計(jì)和制造現(xiàn)實(shí)生活中的功能性超分子器件的最終任務(wù)

5、還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有完成，但對于權(quán)證概述已經(jīng)進(jìn)行了充分探索。本文的目的是提供一個(gè)我們實(shí)驗(yàn)室貫徹研究的回顧視圖，以理解和探索在液-固表面超分子相互作用的復(fù)雜性。Ⅱ. 液-固界面自組裝的基本類型在液-固界面上的高分辨 STM（HR-STM）成像時(shí)，需要分子被橫向固定在表面， STM 針尖掃描這個(gè)區(qū)域要用幾秒鐘到幾分鐘不等。在室溫、物理吸附的條件下，大部分 的低分子量分子太易于流動(dòng)而不能在液-固體界面上可視化，除非它們被捕獲或是一個(gè) 二維矩陣的一部分。

6、成功組建這樣的二維矩陣就需要對各種分子-分子，分子-底物， 分子-溶劑之間和溶劑-底物相互作用有一個(gè)全面的了解，這構(gòu)成了“理解”階段。A．基底決定的自組裝雖然無機(jī)體系已經(jīng)牢固建立，但因?yàn)樗婕暗南鄬Ρ∪鹾涂赡娴南嗷プ饔?，有機(jī)吸附層的形成的取向附生作用是不太被清楚了解的。[4]相比大量分子晶體的行為，這些“軟”的相互作用的平衡，使分子膜組織和取向附生的方式變得相當(dāng)?shù)牟豢深A(yù)測。其中一個(gè)奇特行為的例子能在二維自組裝或簡單的 4- 烷氧基苯甲酸

7、（4-ABAS）中找到。[5] 當(dāng)物理吸附在 1-苯基丙氨酸/ 高定向熱解石墨界面上時(shí)，4-OC20BA 上除了所預(yù)期的分子結(jié)構(gòu)外（圖 1a），還形成了一個(gè)相對復(fù)雜的柱狀網(wǎng)絡(luò)（圖 1c)。這些分子列的特征是每三聚物之后伴隨著列周期性的扭結(jié)出現(xiàn)的。4-OC20BA 復(fù)雜的模型可以通過考慮在分子自組裝上基底晶格的影響進(jìn)行說明。盡管他們相對較弱的性質(zhì)，但在分子吸附中分子-底物相互作用有很強(qiáng)的聯(lián)系。[6]石墨的基面（0001）具有 3 倍對稱